[发明专利]质子智能在线监测系统

权利要求书

1.一种质子智能在线监测系统，其特征是：

包括沿束流路径布置的多个伽马射线探测器单元（1）；

在伽马射线探测器单元（1）之前设有光栅（2）；

还设有前馈神经网络模块，前馈神经网络模块的训练集包括一组输入属性，即检测到的剖面，还包括相应的输出，即布拉格峰值的偏移量；

通过在获得的能谱上在0.511MeV开一个能量窗，将正负电子湮灭光子（PEAG）鉴别出来，得到正负电子湮灭光子产额沿着质子入射深度的变化曲线（PDD曲线），和正负电子湮灭光子产额的时间活度曲线（TAC曲线），将这两类曲线作为正负电子湮灭光子的输入特征；

利用瞬发光子（PG）产额的沿着质子入射深度的变化曲线（PDD曲线）作为输入特征；

将以上探测得到的特征曲线输入到事先训练好的神经网络中，便可以得出质子的射程是否在预设的误差范围之内，并给出偏移值。

2.根据权利要求1所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：所述的伽马射线探测器单元（1）包括阵列的闪烁晶体（3）和一一对应的阵列的光电倍增管（4）。

3.根据权利要求2所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：所述的闪烁晶体（3）为BGO或LSO闪烁晶体。

4.根据权利要求3所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：所述的闪烁晶体（3）为4×4阵列布置，尺寸为3ⅹ2ⅹ20毫米。

5.根据权利要求1所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：所述的多个伽马射线探测器单元（1）的排列路径与束流路径大致平行，在束流布拉格峰附近多个伽马射线探测器单元（1）的排列较为紧密，在束流平台区域排置较为稀疏。

6.根据权利要求1所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：多个伽马射线探测器单元（1）与获取装置电连接。

7.根据权利要求6所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：位于治疗头（7）之前的束流监测装置（8）与获取装置电连接。

8.根据权利要求6所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：各个伽马射线探测器单元（1）并联，与逻辑或运算单元电连接，逻辑或运算单元的输出与符合单元电连接；

束流监测装置（8）与符合单元电连接，符合单元与获取装置电连接。

9.根据权利要求8所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：束流监测装置（8）分出两路探测信号，一路用于事件计数，另一路用于每个入射事件的时间起点T1；

每个伽马射线探测器单元（1）输出的信号分为两路：第1路引出时间信号，作为粒子飞行时间的终点T2,由此得到每个粒子的飞行时间t=T2-T1；第2路信号记录次级粒子的能量信号，同时用于做事件符合。

10.根据权利要求1所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：前馈神经网络模块中，完整的数据集分为训练、验证和试验来交叉验证；

并利用混淆矩阵和ROC曲线评价分类器的性能。

11.根据权利要求10所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：训练、验证和试验的权重分别为80%、10%和10%。

12.根据权利要求6所述的一种质子智能在线监测系统，其特征是：采用剂量卷积过滤模型（Spatial Dose Convolution Filter，SDCF），将剂量空间分布因素引入到生物学预后评估，在保证总剂量不变的情况下，将空间某一剂量Di的点在三维方向上做展宽，变成一个宽度为σ的高斯波包，变为Di=Di(σ)；

空间某一点的剂量分布为周围若干个点的高斯波包的叠加。